膏体充填开采底板破坏规律研究：模拟与实测

"膏体充填开采底板破坏规律充填效应及实测研究" 膏体充填开采在煤矿行业中是一项重要的技术，旨在减少底板破坏并控制承压水的突水风险。本文针对这一主题，深入探讨了膏体充填对底板破坏规律的影响以及其充填效应。以岱庄矿2153膏体充填工作面作为研究对象，通过多种研究方法进行了详尽的分析。 首先，研究人员利用Midas/GTS-FLAC3D耦合模拟技术模拟了膏体充填开采过程中的底板破坏情况。模拟结果显示，底板破坏深度大约为3米，破坏模式主要表现为拉剪破坏，即底板岩石受到拉伸和剪切力的共同作用而破裂。同时，充填开采导致煤层底板的最大应力降低至初始应力的50%，这表明膏体充填有助于缓解底板应力集中，防止过度破坏。 其次，文章运用滑移面理论进行力学分析，得到了底板破坏深度的力学解析解，范围在2.5至3.0米之间，与钻孔注水法实测的平均值3米相吻合。这种方法进一步证实了膏体充填能有效控制底板的破坏范围，相比垮落法开采，底板破坏深度仅为垮落法的1/5，降低了底板稳定性下降的风险。 此外，钻孔注水法的实测数据为底板破坏深度提供了实际依据，这种方法通过观察钻孔内水压变化来评估底板的渗透性和破坏状况。实测结果与理论分析保持一致，增强了研究的可靠性。 过去的研究中，学者们已经探讨了底板破坏规律的多个影响因素，如煤层倾角、煤岩性质、地应力分布以及工作面尺寸等。然而，本研究特别强调了充填开采方式对底板破坏规律的显著影响。膏体充填不仅能有效控制底板破坏，还能减少空区处理带来的环境和安全问题。 总结来说，膏体充填开采能显著减小底板破坏深度，改善底板稳定性，从而降低承压水突水的风险。通过耦合模拟、力学分析和实测验证的方法，本研究为膏体充填开采技术提供了理论支持，对于优化开采工艺，保障煤矿安全生产具有重要意义。未来的研究可以进一步探究不同膏体材料和充填工艺对底板破坏的具体影响，以期实现更精确的底板管理策略。